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갈색지방의 현미경 사진. 많은 수의 미토콘드리아가 포함되어 있습니다 
(Image: Laura Austgen and R. Bowen) from NewScientist.com


저도 그렇지만, 많은 분들이 지방과의 전쟁을 치루고 계시지요?  그런데, 지방 중에서 지방을 날려버리는 갈색지방(brown fat)이라는 것이 있다는 것을 아시나요?

갈색지방은 일부 포유동물들이 가지고 있는 것으로, 음식에서 섭취한 에너지를 열로 변환을 해서 칼로리를 소모하도록 해 줍니다.  성인들의 경우 그동안 이런 갈색지방이 없다고 알려져 왔습니다만, 최근의 연구에서 갈색지방이 성인들에게도 있다는 것이 알려졌습니다.  그런데, 이런 갈색지방을 가지고 있는 양이 사람마다 많은 차이가 난다고 합니다  이런 차이가 같은 양을 먹고, 같은 양의 운동을 하더라도 어떤 사람은 살이 쉽게 빠지고, 어떤 사람은 잘 빠지지 않는 차이를 만들어 내는 것으로 설명할 수 있다는 의견도 나오고 있습니다.

일부 연구자들은 우리가 가지고 있는 갈색지방의 활동성을 어떻게 하면 증진시킬 수 있는지에 대해서 연구를 하고 있습니다.  예를 들어, 특정 약물을 이용하거나 수술로 뽑아낸 일반적인 백색지방을 갈색지방으로 변환시킨 뒤에 다시 심는 연구 등이 대표적입니다.  알려진 바에 의하면 단 50g의 갈색지방만 있어도 하루에 500 칼로리나 소모시킬 수 있다고 합니다.  

이와 같은 갈색지방이 열을 만들어내는 능력은 세포 내에 많은 수의 미토콘드리아가 있기 때문입니다.  갈색지방에 있는 미토콘드리아에는 thermogenin(또는 uncoupling protein 1)이라고 불리는 단백질을 가지고 있는데, 이 단백질이 에너지를 열로 만들어 방출하는 역할을 합니다.  이렇게 열을 방출하는 역할은 원래 동물의 생존에 있어서 매우 중요합니다.  인간의 경우에도 아기들의 경우 열의 손실이 비교적 많기 때문에, 추위로부터 자신을 보호하기 위해 피하에 갈색지방을 가지고 있습니다.  특히 등이나, 어깨와 목 부분에 많이 분포합니다.  그런데, 이 갈색지방이 어른이 되면 어떤 이유에서인지 자연소멸을 하고, 어떤 사람들은 완전히 다 없어져 버리기도 합니다.  

그래서, PET-CT라는 새로운 장비를 이용한 연구가 시작되기 전까지만 하더라도 성인이 되면 갈색지방이 다 없어진다고 믿었습니다.  2002년 PET-CT를 이용해 인간의 몸에 대한 연구를 수행하던 중에 이상한 영상이 관찰되었습니다.  PET-CT에 이용되는 방사선 동위원소는 보통 우리 몸의 대사가 활발한 곳의 영상을 뚜렷하게 표현합니다.  보통 암세포가 일반세포보다 대사량이 많기 때문에, PET-CT가 암의 조기진단에서 많이 쓰이는 것도 그런 이유에서 입니다.  그런데, 간혹 어깨나 등, 가슴가운데 뼈 주위로 이런 강한 신호가 보이는 사람들이 관찰되었는데, 신기한 것은 이런 반응이 영상을 찍을 때 기온이 낮아서 사람들이 추워할 때에는 나타나고, 방의 온도를 높이면 없어진다는 것을 알아냈습니다.  이를 통해 성인들도 정상적으로 갈색지방을 가지고 있을 수 있다는 것이 알려지기 시작한 것입니다.

이후 갈색지방에 대한 다양한 연구들이 수행되었는데, 사람들마다 그 양과 분포가 상당히 다르다는 것이 알려지기 시작했습니다.  아직까지는 많은 수의 사람들에 대한 연구가 수행되지는 않았기 때문에, 어느 정도의 사람들이 얼마나 갈색지방을 가지고 있는지에 대해서는 앞으로 연구가 더욱 진행되어야 할 것 같습니다.  적은 수의 연구이지만 Diabetes 라는 학술저널 58권 803 페이지에 의하면 23~35세 사람들 중 절반 정도에서 갈색지방이 발견되었지만, 38~65세의 경우 24명 중 2명에서만 발견이 되었다고 합니다.  그리고, 갈색지방의 양이 적을수록 더욱 뚱뚱하다는 것도 알게 되었습니다.  

이렇게 나이가 들수록 갈색지방이 줄어드는 현상을 막을 수 있다면 중요한 비만치료의 전기가 될 수 있겠지요?  이를 위해 다양한 연구들이 진행되고 있습니다.  중년이후에 비만이 진행되는 것도 이런 현상과 연관을 짓는 학자들도 많이 있습니다.  특히, 특정 호르몬이나 약물을 통해 갈색지방이 사라지지 않도록 하거나, 그 활동을 유지하도록 하는 것이 중요한 주제가 되었는데, 아직까지는 많은 연구가 필요합니다.  당뇨병 치료약제의 일부인 glitazones나 thiazolidinediones의 경우 동물실험에서 인간의 갈색지방 세포의 형성을 촉진하는 결과도 있습니다만, 이런 약제를 이용한 당뇨병 치료에서 특별히 갈색지방이 활성화되거나 체중감소를 끌어내었다는 증거는 현재까지 발견되지 않고 있습니다.

이런 측면에서 2008년 세계적 과학잡지인 Nature에 발표된 하버드대학 Ronald Kahn 박사팀의 레터(Letter)는 큰 의미를 가진다고 하겠습니다 (하단에 원문 링크).  이 연구에서 Kahn 박사팀은 BMP-7 이라는 단백질이 중요한 연구를 한다는 것을 알아냈습니다.  이 단백질은 원래 우리 몸의 뼈나 연골을 만들어내는데 중요한 것으로 알려진 것인데, 이 단백질을 생쥐의 배아줄기세포에 적용해서 갈색지방 세포로 형질전환을 하고 이를 다른 쥐에 이식했을 때 갈색지방 덩어리를 만들어낼 수 있었다는 것입니다.  이 실험결과를 바탕으로, 이번에는 인간의 지방수술을 통해 얻은 백색지방에 BMP-7을 투입하여 갈색지방으로 형질전환을 시킬 수 있을지, 그리고 이를 다시 재이식하는 실험을 곧 수행할 예정이라고 합니다.  또한 Dana-Faber Institute의 Dr. Spiegelman 그룹에서는 PRDM16 이라는 유전자 변형을 통해 생쥐의 피부세포를 갈색지방으로 형질전환할 수 있다는 연구결과를 올해 Nature 지에 발표하기도 하였습니다 (하단에 원문 링크).  역시 동일한 방식의 임상적용을 시도할 예정이라고 합니다.  

어쨌든 갈색지방을 통해 비만을 치료하고자 하는 연구는 아직 시작단계라고 하겠습니다.  특히, 치료방법의 위험성에 대해서는 주의를 기울여야 할 것입니다.  일반적으로 에너지의 소모가 늘어나면, 그만큼 대사를 활발하게 한다는 것을 의미하고, 또한 대사과정에서 노화를 촉진하는 유리 라디칼이 만들어질 가능성이 많습니다.  

그런 측면에서는 약물이나 수술적 방법을 기다리기 보다는, 약간 추운 환경에 자꾸 익숙해지도록 해서 자연스럽게 갈색지방이 빨리 사라지지 않도록 노력을 해 보는 것이 어떨까요?  


참고원문:  


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하이컨셉
미래는 하이컨셉, 하이터치의 세계라고 합니다. 너무 메마르고 딱딱한 이야기보다는 글로벌 시대에 어울리는 세계 각국의 이야기, 그리고 의학과 과학을 포함한 미래에 대한 이야기의 세계로 여러분을 초대합니다.

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